OTTO, Thorsten (Mergellstraße 16, Hamburg, 21073, DE)
HOFFJANN, Claus (Rehrstieg 142, Hamburg, 21147, DE)
DANNENBERG, Andreas (Ruhmkoppel 8, Hamburg, 22119, DE)
LINDAUER, Christiane (Op'n Hainholt 47b, Hamburg, 22589, DE)
RISCH, Timo (Schwabenstieg 18, Hamburg, 22455, DE)
OTTO, Thorsten (Mergellstraße 16, Hamburg, 21073, DE)
HOFFJANN, Claus (Rehrstieg 142, Hamburg, 21147, DE)
DANNENBERG, Andreas (Ruhmkoppel 8, Hamburg, 22119, DE)
LINDAUER, Christiane (Op'n Hainholt 47b, Hamburg, 22589, DE)
| P A T E T A N S P R U C H £ Wassersystem (2, 48) für ein Fahrzeug, aufweisend mindestens eine Wasserversorgungsquelle (4, 32); - mindestens eine wasserführende Einrichtung; mindestens ein Abschiussventil (36, 38); mindestens ein Ventil (42, 66. 67) zum Entlüften der wasserführenden Einrichtung während der Keimreduktion und - mindestens einen Keimreduktionsanschluss (34, 56, 58); wobei der Keimreduktionsanschluss (34, 56, 58) und die Wasserversorgungsquelle (4, 32) mit der wasserführenden Einrichtung verbunden sind; wobei der Keimreduktionsanschluss (34, 56, 58) dazu eingerichtet ist, ein keimreduzierendes Fluid in die wasserführende Einrichtung zur Keimreduktion der wasserführenden Einrichtung einzuleiten; und wobei das Abschlussventil (36, 38) zwischen der Wasserversorgungsquelle und dem Keimreduktionsanschluss (34, 56, 58) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, vollständig geschlossen zu werden und Eintreten von keimreduzierendem Fluid in die Wasserversorgungsquelle (4, 32) zu verhindern. 2. Wassersystem (2, 48) nach Anspruch 1 , wobei die Wasserversorgungsquelle (4, 32) zumindest teilweise als ein Wasserversorgungstank (32) ausgeführt ist. Wassersystem (2, 48) nach Anspruch ί oder 2, wobei die Wasserversorgungsquelle (4, 32) zumindest teilweise als eine Brennstoffzelle (4) ausgeführt ist, die bei Erzeugung von Elektrizität Wasserdampf abgibt, 4. Wassersystem (2, 48) nach Anspruch 3, wobei das Wassersystem (2, 48) mindestens ein Abschlussventil (36) umfasst, das unmittelbar an einem Abgasanschluss (6) der Brennstoffzelle (4) angeordnet ist. 5. Wassersystem (2, 48) nach Anspruch 2, wobei das Wassersystem (2, 48) mindestens ein Abschlussventil sowie ein zweites Abschlussventil umfasst, das unmittelbar an einer Wasserleitung eines Wassertanks angeordnet ist. 6. Wassersystem (2, 48) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend mindestens ein Entlüftungsventil, das dazu eingerichtet ist, beim Vorgang einer Keimreduktion geöffnet zu werden. 7. Wassersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend mindestens einen Prozesssensor (46) zur Ermittlung von Fluidparametern und Zeit zur Keimreduktion, der an einer wasserführenden Komponente der wasserführenden Einrichtung angeordnet ist. 8. Wassersystem (2, 48) nach Anspruch 7, wobei der Prozesssensor (46) als Temperatursensor ausgeführt ist. 9. Wassersystem (2, 48) nach Anspruch 7, wobei der Prozesssensor (46) als Stoffsensor ausgeführt ist. 10. Wassersystem (2, 48) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Steuereinlieit (47), die mit dem mindestens einen Abschlussventil verbunden ist und dazu eingerichtet ist, vor Durchführung eines Keimreduktionsvorgangs das mindestens eine Abschlussventii zu schließen. 11. Wassersystem (2, 48) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine mit der wasserführenden Einrichtung verbundene Wasserbehandlungseinrichtung (28) und einen zu der Wasserbehandlungseimichtursg (28) parallel angeordneten Bypass (50), der über Bypassventile (54) mit der wasserführenden Einrichtung verbunden ist und dazu eingerichtet ist, bei einem Keimreduktionsvorgang das keimreduz erende Fluid um die Wasserbehandlungsemrichtung (28) hemm zu leiten. 12. Wassersystem (2, 48) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Quelle (40, 54) für keimreduzierendes Fluid. 13. Wassersystem (2, 48) nach Anspruch 12, wobei die Quelle (40, 54) ein Dampfgenerator (40) ist, 14. Wassersystem (2, 48) nach Anspruch 12, wobei die Quelle (40, 54) eine Einrichtung (54) zum Abgeben einer Desinfektionsflüssigkeit ist. 15. Verfahren zur Keimreduktion eines Wassersystems (2, 48) in einem Fahrzeug, aufweisend die Schritte: - Schließen (68) von Abschlussventilen; Einleiten (70) eines keimreduzierenden Fluids in mindestens eine wasserführende Einrichtung zur Keimreduktion der wasserführenden Einrichtung; - Unterbrechen (72) der Einleitung des keimreduzierenden Fluids; und - Öffnen (74) der Abschlussventile. 16. Flugzeug (80) mit mindestens einem Wassersystem (2, 48) nach einem der Ansprüche 1 bis 14. |
Wassersystem
BEZUG AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der US Provisional Patentanmeldung Nr. 61/327,975, eingereicht am 26. April 2010, und der deutschen Patentanmeldung Nr, 10 2010 018 273.7, eingereicht am 26. April 2010, deren Inhalte hierin durch Referenz inkorporiert werden.
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Wassersystem in einem Flugzeug, ein Verfahren zur Keimreduktion eines Wassersystems in einem Flugzeug sowie ein Flugzeug mit einem Wassersystem.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Ein größeres Verkehrsflugzeug weist heutzutage üblicherweise ein Wassersystem auf, das an Bord des Flugzeugs während des Flugs Wasser in Trinkwasserqualität bereitstellt. Ein Standardwassersystem eines Flugzeugs versorgt Wasserverbraucher, beispielsweise Toiletten, Bordküchen, Wasserspender und dergleichen aus einer zentralen Wasserversorgung und führt verbrauchtes Wasser je nach Art der
Verschmutzung in ein Grauwasser- oder ein Schwarzwassersystem ab.
Frisches Wasser wird üblicherweise beim Bodenaufenthalt über Wasserversorgungssysteme, zum Beispiel Tankwagen, in das Wassersystem des Flugzeugs befüllt. Aufgrund der Gefahr der V ermehrung von mikrobiologischen Keimen in einem Wassersystem ist es erforderlich, die Keimzahl in vorgegebenen Grenzen zu halten. Für Wassersysteme kommt zur Zeit ausschließlich die Desinfektion zum Einsatz, um. eine mikrobiologische Keimzahlreduzierung zu erreichen. Zur Desinfektion wird dem Wassersystem über einen dafür vorgesehenen Befüllanschluss ein chemisches Desinfektionsmittel zugegeben und mittels mehrfacher Spülungen durch das
Wassersystem geleitet, so dass eine Desinfektion erfolgt. Des Weiteren ist eine Behandlung des Frischwassers beim Betanken des Flugzeuges mittels UV-Licht, d. h. durch eine physikalische Desinfektion, bekannt,
Es ist grundsätzlich bekannt, die Wasserversorgung in Flugzeugwassersystemen nicht auf die Verwendung einer vorher eingefüllten Menge an Trinkwasser zu beschränken, sondern es existieren auch Konzepte, die Wasserversorgung zum Teil auch durch Wassergeneratoren, beispielsweise in Form einer Brennstoffzelle, zu realisieren und mit einer Wasserversorgung aus Wassertanks zu koppeln. Die
Desinfektion eines derartigen erweiterten Wassersystems wäre sehr aufwendig, da eine im Vergleich zu herkömmlichen Flugzeugwassersystemen eine größere Vielzahl von wasserführenden Einrichtungen mit Desinfektionsmitteln beaufschlagt werden muss, so dass während Bodenzeiten des Flugzeugs zusätzliche Arbeiten durchgeführt werden müssen und dies durch erheblichen Zeitaufwand und Personaleinsatz kostenintensiv ist. Zusätzlich wäre bei einer alternativen Verwendung von Wasser aus Wassergeneratoren eine Desinfektion mit chemischen Desinfektionsmitteln nicht anwendbar, wenn flugspezifische und sicherheitsrelevante Systeme, z.B. Triebwerke, mit dem Wasser beaufschlagt werden würden.
DE 10 2006 002 470 und WO 2007 028 622 AI zeigen ein Brennstofizellensystem zur Versorgung eines Flugzeugs mit Trinkwasser und Sauerstoff.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Im Stand der Technik sind keine Einrichtungen und Verfahren bekannt, mit denen eine einfache Keimzahlreduzierung eines Wassersystems eines Fahrzeugs vorgenommen werden kann, mit deren Hilfe Wartungsarbeiten deutlich reduziert werden könnten.
Es ist demnach eine Aufgabe der Erfindung, ein Wassersystem iür ein Fahrzeug anzugeben, bei dem auf eine besonders einfache, rasche und kostengünstige W eise eine Keimzalilreduzierung durchgeführt werden kann, so dass Wartungsarbeiten auf ein Mindestmaß reduziert werden können.
Es ist weiterhin eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit der eine besonders leichte Keimzalilreduzierung durchgeführt werden kann, so dass
Wartungsarbeiterl am Boden auf ein Mindestmaß reduzieren kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Wassersystem für ein Fahrzeug mit Merkmaien des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den
Unteransprüchen zu entnehmen,
Eine exemplarische Ausfuhrungsform des erfind urtgsgemäßen Wassersystems weist mindestens eine Wasserversorgungsquelle, mindestens eine wasserführende Einrichtung, mindestens ein Abschlussventil und mindestens einen
Keimreduktionsanschiuss auf. Der Keimreduktionsanschluss und die
W r asserversorgungsquelle sind mit der wasserführenden Einrichtung verbunden. Der Keimreduktionsanschluss ist dazu eingerichtet, ein keirnreduzierendes Fluid in die wasserführende Einrichtung einzuleiten. Das Abschlussventil ist zwischen der Wasserversorgungsquelle und dem Keimreduktionsanschluss angeordnet und ist dazu eingerichtet, vollständig geschlossen zu werden und Eintreten von
keimreduzierendem Fluid in die Wasserversorgungsquelle zu verhindern. Die Wasserversorgungsquelle könnte primär als ein Wassertank ausgefülirt sein, der eine begrenzte Menge an. Frischwasser bereitstellen kann. Es könnte auch eine Vielzahl von Wassertanks eingesetzt werden, die zürn Beispiel in der Nähe von Wasser verbrauchenden Einrichtungen angeordnet sind. Die Anzahl, Art und Ausfuhrung von Wassertanks ist für den Kerngedanken der Erfindung nicht wesentlich und soll im Folgenden auch nicht auf die Verwendung von Wassertanks beschränkt werden. Die wasserführende Einrichtung könnte ein Leitungsnetz sein, das mit üblichen
Komponenten aufgebaut ist, zum Beispiel eine oder mehrere Rohrleitungen, die mit Kopplungselementen, Abzweigern, Ventilen oder dergleichen verbunden sind. Die wasserführende Einrichtung ist dafür vorgesehen, Wasser aus der Wasser- versorgungsquelle den Wasser verbrauchenden Einrichtungen bereitzustellen.
Das Abschlussventil könnte beispielsweise als ein elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigbares Schaltventil ausgeführt sein, das etwa auf ein von außen zugeführtes Signal geöffnet oder geschlossen wird und damit das Durchfließen des keimreduzierenden Fluids zulässt oder verhindert.
Der Keimreduktionsanschluss und die wasserführende Einrichtung sind fluidführend miteinander verbunden, so dass der Keimreduktionsanschluss ohne weitere
Modifikationen des Wassersystems dazu eingerichtet ist, ein keimreduzierendes Fluid in die wasserführende Einrichtung einzuleiten. Der Keimreduktionsanschluss könnte in Form eines Flansches, eines Stutzens oder eines anderen Formteils ausgeführt sein, an den eine Quelle für ein Keimreduktionsfluid angebracht werden kann.
Das keimreduzierende Fluid kann dabei auf verschiedene Arten realisiert werden, so dass durch Einführen des keimreduzierenden Fluids eine Desinfektion oder eine Sterilisation des wasserführenden Systems durchgeführt: wird. Diese beiden
Keimreduktionsverfahren unterscheiden sich definitionsgemäß dadurch, dass bei der Sterilisation eine im Wesentlichen vollständige Keimfreiheit erreicht werden soll, während bei der Desinfektion die mikrobiologische Keimzahl auf ein Maß reduziert wird, das eine Infektion unwahrscheinlich macht. Daher ist eine Vielzahl von unterschiedlich wirksamen keimreduzierenden Fluiden für die Anwendungen in dem erfindungs gemäßen Wassersystemen denkbar. Für eine Sterilisation könnte das keimreduzierende Fluid etwa Wasserdampf mit einer ausreichend hohen Temperatur sein, so dass durch Einleiten des Wasserdampfs in die wasserführende Einrichtung diese so erhitzt wird, dass die dort befindlichen Keime vollständig deaktiviert werden. Bei der Desinfektion hingegen könnte abweichend eine chemische
Verbindung in die wasserführende Einrichtung eingeleitet werden. Es könnten chlorbasierende Verbindungen, wie zum Beispiel Chlordioxid, Calcium- oder Natriumhypochloritlösungen oder auch Wasserstoffperoxid zum. Einsatz kommen. Chlor könnte vor Ort aus Kochsalzlösungen elektrolytisch hergestellt und dosiert werden, ebenso wäre die Generierung von Chlordioxidlösungen geeignet. Gernäß gängiger Vorschriften für die Behandlung von Trinkwasser dürfen nur begrenzte Mengen an Desinfektionsmitteln mit Trinkwasser in Berührung kommen, so dass die Dosierung und Spülung von Desinfektionsmitteln durch dem Fachmann bekannte Mittel und Einrichtungen eingestellt und überwacht werden muss.
Das Abschlussventil zwischen der Wasserversorgungsquelle und dem
Keimreduktionsanschluss sollte vollständig schließbar sein, so dass von dem keimreduzierenden Fluid keine Gefährdung der Wasserversorgungsquelle ausgeht und insbesondere ein Trinkwassertank außerhalb der Desinfektionsintervalle nicht in Kontakt mit dem keimreduzierenden Fluid gerät.
Der Kern der Erfindung liegt dementsprechend darin, eine herkömmliche
wasserführende Einrichtung derart zu modifizieren, dass ein normaler Betrieb des Wassersystems möglich ist, gleichzeitig aber durch den Keimreduktionsanschluss auf sehr einfache Weise durch Sperren des Zugangs zu der Wasserversorgungsquelle die wasserführende Einrichtung innerhalb des Fahrzeugs unkompliziert in Ruhezeiten des Fahrzeugs durch Ansehließen einer externen Quelle für ein keimreduzierendes Fluid oder in situ durch stetiges Mitführen und Aktivieren einer Quelle für ein keimreduzierendes Fluid. Größere Wartungsvorgänge, die während der
Wailungszyklen des Fahrzeugs mit einem erheblichen Zeitaufwand erfolgen und beispielsweise bei Verkeimung einzelner in einer Kabine befindlichen
wasserverbrauchenden Monumente eine Desinfektion des gesamten Wassersystems erfordern, können reduziert werden.
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Wassersystems ist die Wasserversorgungsquelle zumindest teilweise als eine Brennstoffzelle ausgeführt, die bei Erzeugung von Elektrizität Wasserdampf abgibt, der auskondensiert und an Wasserverbraucher geleitet werden kann. Aus
Gewichtsgründen ist dies bekanntermaßen sein- vorteilhaft, da beispielsweise in modernen Verkehrsflugzeugen aber auch in boden- oder schienengebundenen Fahrzeugen mitunter bereits Brennstoffzellen eingesetzt oder für den zukünftigen Betrieb eingeplant werden, wobei Wasserdampf als Nebenprodukt entsteht. Dies kann sehr einfach zur zusätzlichen Wasserversorgung verwendet werden, so dass die notwendige Wassermenge, die in Wassertanks mitgeführt wird, reduziert werden kann. Die Desinfektion bzw. Sterilisation einer wasserführenden Einrichtung ist bei Integration einer Brennstoffzeile in die Wasserversorgung problematisch, da ein Kontakt von keimreduzierenden Fluiden mit der Brennstoffzelle zum Verhindern der Beschädigung der Brennstoffzelle auf jeden Fall vermieden werden muss.
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Wassersystem ein erstes Abschlussventil auf, das unmittelbar an einem
Abgasanschluss der Brennstoffzelle angeordnet ist, sowie ein zweites
Abschlussventil, welches an einer Verbindungsleitung zu einem Wassertank angeordnet ist. Der Keimred uktionsanschluss befindet sich bei dieser Anordnung zwischen dem ersten Abschlussventil und dem zweiten Abschlussventil, so dass die wasserführende Eiruichtung des Brennstoffzellensystems zur Keimreduktion isoliert behandelt werden kann, Dementsprechend ist es nicht erforderlich, zur
Aufrechterhaltung einer geringen Keimzahl der wasserführenden Einrichtung des Brennstoffzellensystems stets eine Keimreduktion des gesamte Wassersystem des Fahrzeugs durchzuführen. Dies spart Zeit, Energie und Kosten.
Gemäß einer exemplarischen Ausfuhrungsform weist die wasserführende
Einrichtung mindestens ein Entlüftungsventil auf, das dazu eingerichtet ist, bei Durchfuhren des Vorgangs der Keimreduktion geöffnet zu werden, so dass eingeleitetes keimreduzierendes Fluid dort austreten kann. Bei einem geschlossenen Wassersystem mit einer geschlossenen wasserführenden Einrichtung wäre es sonst nicht möglich, ein keimreduzierendes Fluid ohne eine deutliche Druckerhöhimg der wasserführenden Einrichtung einzuleiten.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist die wasserführende Einrichtung mindestens eine wasserführende Komponente auf, die mit einem Prozesssensor zur Überprüfung der Keimreduktionszeit bzw. dem Prozess der Keimreduktion ausgestattet ist. Die wasserführende Komponente könnte beispielsweise ein separater Leitungsast eines komplexen Wasserleitungssystems sein, ein Verzweiger, ein Verbindungsstück oder dergleichen, Der Prozesssensor könnte dabei in der wasserführenden Komponente in Fluidverbindung positioniert werden, so dass der Status des Vorgangs der Keimreduktion ermittelt werden kann. Der Prozesssensor könnte gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform als ein Temperatursensor ausgeführt sein, der zum Beispiel bei Beaufschlagung der wasserführenden Komponente mit Wasserdampf das Erreichen einer für die vorgesehene Art der Keimreduktion erforderlichen Temperatur ermittelt. Gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform könnte der Prozesssensor als ein Stoffsensor ausgeführt sein, der das Vorliegen und die Konzentration einer chlorhaltigen chemischen V erbindung registriert. Es wäre beispielhaft auch denkbar, eine Vielzahl von wasserführenden Komponenten mit einem derartigen .Prozesssensor auszustatten, um in allen relevanten Bereichen des Wassersystems das Vorliegen einer ausreichenden Keimreduktion zu erfassen und beispielsweise bereits ausreichend keimreduzierte Bereiche des Wassersystems mittels dort vorhandener Abschlussventile zum Verhindern einer weiteren
Beaufschlagung mit keimreduzierendem Fluid zu trennen.
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Wassersystem mindestens eine Steuereinheit auf, die mit dem mindestens einen Abschlussventil verbunden ist. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, bei
Durchführung des Vorgangs der Keimreduktion das Abschlussventil zu schließen, so dass das keimreduzierende Fluid in die wasserführende Einrichtung geleitet werden kann.
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit mit dem mindestens einen Prozesssensor verbunden und ist dazu eingerichtet, bei Detektion des Verstreichens einer für die Keimreduktion erforderlichen Zeit bei einem keimreduzierenden Zustand mindestens an dem jeweiligen oder allen
Prozesssensoren den Vorgang der Keimreduktion gänzlich anzuhalten oder lediglich durch sequentielle Ansteuerung betreffender Abschlussventile die Keimreduktion in dem beireffenden Bereich zu stoppen.
Gemäß einer exemplarischen Ausftihrungsform der Erfindung weist das
erfindungsgemäße Wassersystem eine Wasserbehandlungseinrichtung auf, die mit der wasserführenden Einrichtung verbunden ist und zu der parallel ein Bypass angeordnet ist, der über Bypassventile mit der wasserführenden Einrichtung verbunden ist. Dies ist erforderlich, um die Wasserbehandlungseinrichtung bei Durchführung der Keimreduktion vor Beschädigung durch das keimreduzierende Fluid zu schützen. Hierfür ist der Zugang zu der Wasserbehandlungseinrichtung zu sperren und der Bypass zu öffnen, so dass das keimreduzierende Fluid um die wasserbehandelnde Komponente herum fließt. Die Wasserbehandlungseinrichtung könnte eine Mineralisierungseinheit oder dergleichen sein. in einer weiter exemplarischen Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Was sersy stem eine Quelle für keimreduzierendes Fluid auf. Dadurch kann in dem Fahrzeug in situ unkompliziert und sehr zügig eine Keimreduktion innerhalb einer wasserführenden Einrichtung durchgeführt werden.
In einer exemplarischen Ausfuhrungsform ist die Quelle für keimreduzierendes Fluid als Dampfgenerator ausgeführt, der mit einer Wasserversorgungsquelle verbunden ist. Hiermit kann eine temperaturbasierte Sterilisation mit der wasserführenden Einrichtung durchgeführt werden.
Gemäß einer exemplarischen Ausfuhrungsform ist die Quelle für keimreduzierendes Fluid eine Einrichtung zum Abgeben einer Desinfektionsflüssigkeit. Diese
Einrichtung könnte beispielsweise einen Tank mit der Desinfektionsflüssigkeit und ein Mittel zum Fördern der Desinfektionsflüssigkeit umfassen.
Die Aufgabe wird ebenso durch ein Verfahren zum Reduzieren von Keimen in wasserführenden Einrichtungen in einem Flugzeug gelöst. Das Verfahren umfasst im Wesentlichen die Schritte des Schließens von Abschlussventilen zu mindestens einer Wasserversorgungsquelle, des Einleitens eines keimreduzierenden Fluids in mindestens eine wasserführende Einrichtung, des Unterbrechens der Einleitung des keimreduzierenden Fluids, des Öffnens der Abschlussventile und des Spülens der wasserführenden Einrichtung mit Wasser. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Besehreibung der
Ausführungsbei spiele und den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den
Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehungen. in den Figuren stehen weiterhin gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wassersystems,
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Wassersystems.
Fig. 3 zeigt ein erfindungsgemäßes V erfahren in einer schematischen
Bloekdarstellung.
Fig. 4 zeigt ein Flugzeug mit mindestens einem eriindungsgemäßen Wassersystem.
DETAILLIERTE DARSTELLUNG EXEMPLARISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
In Fig. 1 wird ein erstes Ausführungsbeispiel, eines erfindungsgemäßen
Wassersystems 2 in schematischer Darstellung gezeigt, weiches dazu eingerichtet ist, neben einer Wasserspeicherang auch eine Wasser generierung durchzuführen. Das erfindungsgemäße Wassersystem 2 ist ferner in der Lage, eine Keimreduktion in Form einer Sterilisation durchzuführen. Das erfindungsgemäße Wassersystem 2 weist ein Brennstoffzellensystem 4 auf, welches an einem Ahgasanschluss 6 Abgase abgibt, die bei regulärem Betrieb der Brennstoffzelle 4 zur Erzeugung von Elektrizität Wasserdampf enthalten. Über eine Abgasleitung 8 schließt sich eine Wasserextraktionseinrichtung 10 an, in der Wasserdampf aus dem Abgas der Brennstoffzelle 4 auskondensiert wird, um einer Verwendung für die Wasserversorgung an Bord des Flugzeugs zugänglich zu sein. Neben notwendigen Komponenten für eine Wasserextraktion könnte die
Wasserextraktionseinheit 10 auch einen Pufferspeicher 12 aufweisen, in dem extrahiertes Wasser gespeichert werden könnte, sollte es nicht vollurafänglich durch das Wassersystem an Wasserverbraucher abgegeben werden können. Zusätzlich könnten ein oder mehrere Wärmetauscher 14 innerhalb der Wasserextraktionseinheit 10 angeordnet werden, um Wärme des Abgases an die Umgebung oder an verschiedene Wänne konsumierende Systeme abzugeben, etwa ein Enteisungssystem oder dergleichen. Ein Pegelsensor 16, ein Heizelement 18. ein Temperatursensor 20, eine Wasserpumpe 22, Lufttrennungsmodule 24 und dergleichen könnten zusätzlich in der Wasserextralctionseinheit 10 angeordnet zu sein, um Inertgas zum Inertisieren von Systemen und Sauerstoff angereicherte Luft für andere Zwecke aufzubereiten. Das Heizelement 18 und der Temperatursensor 20 könnten ein Einfrieren von Wasser verhindern.
Wesentlich ist jedoch, dass die Wasserextraktionseinheit 10 einen Wasserausgang 26 aufweist, an dem de-ionisiertes Wasser aus dem Wasserdampf des Brennstoffzellen- Systems 4 bereitgestellt wird. Dieses Wasser könnte ohne weitere Aufbereitung für Einrichtungen innerhalb des Flugzeugs verwendet werden, bei denen die Gefahr einer Verkalkung besteht, falls herkömmliches mineraihaltiges Trinkwasser eingesetzt werden würde. Eine Wasserbehandlungseinheit 28, die in dem
erfindungsgemäßen Wassersystem 2 angeordnet werden könnte, könnte das deionisierte Wasser aus dem Wasserausgang 26 so behandeln, dass es durch
Mineralisierung Trinkwasserqualität besitzt. Das so aufbereitete Wasser kann über eine Wasserleitung 30 in einen Wasserversorgungstank 32 geleitet werden, wo es mit bereits vorher eingefülltem keimarmen Wasser vermengt und gemeinsam zu
Wasserverbrauchern geleitet wird.
Die Abgasleitung 8 zwischen dem Brermstoffzeilensystem 4 und der Wasser- extraktionseinheit 10, sowie die Wasserleitung zwischen dem Wasserausgaug 26 und dem Wasserversorgungstank 32 sowie sämtliche Einrichtungen innerhalb der Wasserextraktionseinheit 8 können durch Einleiten eines keimreduzierenden Fluids aus einem Keimreduktionsanschluss 34 sehr leicht sterilisiert werden, im Fall der Abgasleitung 8 könnte sich dies dann erübrigen, wenn eine dauerhafte Temperatur von über 70°C beim Ausleiten des Abgases des Brennstoffzellensystems 4 in der
Abgasleitung vorliegt. Zum Schutz des empfindlichen Brennstoffzellensystems 4 und des Wasserversorgungstanks 32 werden zunächst Abschlussventile 36 und 38 geschlossen. An dem Keimreduktionsanschluss 34 könnte im Fall der Sterilisation Wasserdampf eingeleitet werden, der durch einen Dampfgenerator 40 erzeugt wird, welcher sieh an Bord des Flugzeugs befinden könnte oder als Bodengerät zur erleichterten Sterilisation beim Bodenaufenthalt des Flugzeugs eingesetzt werden könnte.
Um eine durch Druckbeaufschlagung beim. Einleiten des keimreduzierenden Fluids resultierende Beschädigung der wasserführenden Einrichtungen in Form der Abgasleitung 8 und der Wasserleitung 30 zu verhindern und eine komplette
Benetzung und Spülung des zu behandelnden Systems inkl. Stichleitungen zu erreichen, könnten an mehreren Stellen des Wassersystems 2 Ablassventile 42 angeordnet werden, durch die überschüssiges keimreduzierendes Fluid oder
Spülwasser beispielsweise nach außen oder in einen Rückfuhrtank 44 geleitet wird.
Bei der Dampfsterilisation ist es vorteilhaft, in den wasserführenden Einrichtungen Temperatursensoren 46 anzuordnen, mit deren Hilfe eine Steuereinheit 48 in der Lage ist, einen Sterilisationszustand zu ermitteln. Dies könnte beispielsweise das Feststeilen einer ausreichend hohen Sterilisationstemperatur umfassen als auch die Ermittelung eines ausreichend Sangen Zeitraums mit einer ausreichen hohen
Sterilisationstemperatur.
Gleichermaßen könnte die Steuereinheit 48 bevorzugt mit den Abschlussventilen 36 und 38 verbunden sein, um vor Beginn der Sterilisation den Abfluss zu dem
Brennstoffzellensystem 4 bzw. zu dem Wasserversorgungstank 32 zu unterbinden.
Weiterhin könnte die Steuereinheit 48 mit den Ablassventilen 42 verbunden sein, um bei Beendigung des Sterilisationsvorgangs diese zu schließen oder beim Beginn des Sterilisationsvorgangs diese zu öffnen.
Zum Schutz der optionalen Wasserbehandlungseinrichtung 28 könnte ein Bypass 50 vorgesehen werden, der über Bypass-Ventile 52 verfügt, die bei Beginn einer Keimreduktion so geschaltet werden, dass ein Durchströmen der Wasserbehandiungseinrichtung 28 mit keimreduzierendem Fluid verhindert wird und stattdessen der Bypass 50 durchströmt wird.
Im Wesentlichen identisch ist die Darstellung aus Fig. 2, bei der ein erfindungsgemäßes Wassersystem 48 vorgestellt wird. Hier ist statt eines Dampfgenerators 40 eine Desinfektionseinheit 54 angeordnet, die an zwei Keimreduktionsanschlüssen 56 und 58 ein Desinfektionsmittel abgibt. Die Desinfektionseinheit 54 könnte dementsprechend einen Tank 60 für ein Desinfektionsmittel umfassen wie auch eine Pumpeneinheit 62, die dazu eingerichtet ist, das Desinfektionsmittel in die
Keimreduktionsanschlüsse 56 und 58 zu fördern, Sämtliche wasserführende Einrichtungen in Form von Abgasleirung 8 und Wasserleitung 30 sowie die Komponenten innerhalb der Wasserextraktionseinheit 10 werden mit dem Desinfektionsmittel durchflössen. Die Desinfektion erfolgt in einem zirkulierenden System, wobei die Zirkulation durch Fördern des Desinfektionsmittels mit Hilfe einer Pumpe 62 realisiert wird, so dass das Desinfektionsmittel sämtliche zu behandelnden Komponenten durchläuft und anschließend wieder in die Desiafektiomeinheit 54 gerät. Eine anschließende Drainage des Desinfektionsmittels könnte ebenso wie eine Spülung des Wassersystems 48 über den Keimreduktions- anschiuss 56 bzw. 58 erfolgen. Demnach ist erforderlich, dass alle wasserführenden Einrichtungen so ausgelegt sind, dass das keimreduzierende Fluid mittels Schwer- kraft zu einer Abflussleitung 64 unterhalb der Desinfektionseinheit 54 fließen kann.
Bei dem Wassersystem 48 aus Fig. 2 wäre es zusätzlich vorteilhaft, alle an das Wassersystem 48 angeschlossenen Leitungen mit Hilfe eines Abschlussventils 36 und 38 verschließen zu können und weiterhin mindestens ein automatisches
Entiüftungsventil 66 zu installieren sowie offene Systemgrenzen mit
flüssigkeitsfesten Luftablassventilen 67 an der oder den höchsten Stellen des Desinfektionsmittel führenden Systems zu versehen.
Fig. 3 zeigt in einer schematischen Darstellung ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Keimreduktion in einem Wassersystem eines Flugzeugs. Das Verfahren umfasst im Wesentlichen die Schritte des Schließens 68 von Abschlussventilen zu mindestens einer Wasserversorgungsquelle, des Einleitens 70 eines keirnreduzierenden Fluids in mindestens eine wasserführende Einrichtung, des Unterbrechens 72 der Einleitung des keimreduzierenden Fluids, des Öffnens 74 der Abschlussventile und des Spülens 76 der wasserführenden Einrichtung mit Wasser oder des Drainierens 78.
Schließlich zeigt Fig. 4 ein Flugzeug 80, das mit mindestens einem Wassersystem 2 oder 48 ausgerüstet ist. Ergänzend sei darauf hinzuweisen, dass„aufweisend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und„ein" oder„eine" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen
Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausfuhrungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprächen sind nicht als Einschränkung anzusehen. BEZUGSZEICHEN
2 Wassersystern
4 Brennstoffzelle
6 Abgasanschluss
8 Abgasleitung
10 Wasserextraktionseinrichtun
12 Pufferspeicher
14 Wärmetauscher
16 Pegelsensor
18 Heizelement
20 Temperatursensor
22 W asserpumpe
24 Lufttrennungsmodul
26 Wasserausgang
28 Wasserbehandlungseinheit
30 Wasserleitung
32 Wasserversorgimgstank
34 eimreduktionsanscliluss
36 Abschlussventil
38 Abschlussvent i
40 Dampfgenerator
42 Ablassventil
44 Rückfiihrtank
46 Temperatursensor
47 Steuereinheit
48 Wassersystem
50 Bypass
52 Bypass-Ventil
54 Desinfektionseinheit
56 eimreduktionsansehluss Keimreduktionsanschluss Tank
Pumpeneinheit
Abflussleitung
Entlüftungsventil Luftablassventil
Schließen
Einleiten
Unierbrechen
Öffnen
Spülen
Drainieren
Flugzeug
Next Patent: MICROFLUIDIC SYSTEM WITH SAMPLE PRETREATMENT